Bir neçə onilliklər ərzində saxlama texnologiyasında irəliləyiş ilk növbədə saxlama qabiliyyəti və məlumatların oxunması/yazılması sürəti ilə ölçülür. Zaman keçdikcə bu qiymətləndirmə parametrləri HDD və SSD disklərini daha ağıllı, çevik və idarə olunmasını asanlaşdıran texnologiyalar və metodologiyalarla tamamlandı. Hər il sürücü istehsalçıları ənənəvi olaraq böyük məlumat bazarının dəyişəcəyinə işarə edirlər və 2020-ci il də istisna deyil. İT liderləri getdikcə böyük həcmdə məlumatların saxlanması və idarə olunması üçün səmərəli yollar axtarır və bir daha saxlama sistemlərinin gedişatını dəyişdirməyə söz verirlər. Bu yazıda biz məlumatın saxlanması üçün ən qabaqcıl texnologiyaları topladıq, həmçinin fiziki icrasını hələ tapmamış futuristik saxlama cihazlarının konsepsiyaları haqqında danışacağıq.
Proqram təminatı ilə müəyyən edilmiş saxlama şəbəkələri
Söhbət avtomatlaşdırma, çeviklik və artan saxlama tutumuna və işçi heyətinin səmərəliliyinə gəldikdə, getdikcə daha çox müəssisə proqram təminatı ilə müəyyən edilmiş saxlama şəbəkələrinə və ya SDS (Proqram təminatı ilə müəyyən edilmiş yaddaş) adlanan şəbəkələrə keçməyi düşünür.
SDS texnologiyasının əsas xüsusiyyəti aparatın proqram təminatından ayrılmasıdır: yəni deməkdir . Bundan əlavə, ənənəvi şəbəkəyə qoşulmuş yaddaş (NAS) və ya yaddaş sahəsi şəbəkəsi (SAN) sistemlərindən fərqli olaraq, SDS istənilən standart x86 sistemində işləmək üçün nəzərdə tutulmuşdur. Çox vaxt SDS-nin yerləşdirilməsinin məqsədi daha az inzibati səy tələb etməklə əməliyyat xərclərini (OpEx) yaxşılaşdırmaqdır.
HDD disklərinin tutumu 32 TB-ə qədər artacaq
Ənənəvi maqnit saxlama cihazları heç də ölməyib, sadəcə olaraq texnoloji renessans yaşayır. Müasir HDD-lər artıq istifadəçilərə 16 TB-a qədər məlumat yaddaşı təklif edə bilir. Növbəti beş il ərzində bu imkan iki dəfə artacaq. Eyni zamanda, sabit disklər ən əlverişli təsadüfi giriş yaddaşı olaraq qalmağa davam edəcək və uzun illər disk sahəsinin hər gigabaytına görə qiymət baxımından birinciliyini qoruyacaq.
Gücün artırılması artıq məlum texnologiyalara əsaslanacaq:
- Helium ötürücüləri (helium aerodinamik sürtünmə və turbulentliyi azaldır, sürücüdə daha çox maqnit plitələrinin quraşdırılmasına imkan verir; istilik istehsalı və enerji istehlakı artmır);
- Termomaqnit sürücülər (və ya HAMR HDD, görünüşü 2021-ci ildə gözlənilir və diskin bir hissəsi lazerlə qızdırıldıqda və yenidən maqnitləşdirildikdə mikrodalğalı məlumatların qeyd edilməsi prinsipi əsasında qurulur);
- Plitəli qeydə əsaslanan HDD (və ya məlumat yollarının bir-birinin üstünə yerləşdirildiyi SMR diskləri, kirəmitli formatda; bu, məlumat qeydinin yüksək sıxlığını təmin edir).
Helium diskləri xüsusilə bulud məlumat mərkəzlərində tələb olunur və SMR HDD-lər böyük arxivləri və məlumat kitabxanalarını saxlamaq, çox vaxt tələb olunmayan məlumatlara daxil olmaq və yeniləmək üçün optimaldır. Onlar həmçinin ehtiyat nüsxələri yaratmaq üçün idealdır.
NVMe sürücüləri daha da sürətli olacaq
İlk SSD diskləri SATA və ya SAS interfeysi vasitəsilə ana platalara qoşulmuşdu, lakin bu interfeyslər maqnit HDD diskləri üçün 10 ildən çox əvvəl hazırlanmışdır. Müasir NVMe protokolu yüksək məlumat emal sürətini təmin edən sistemlər üçün nəzərdə tutulmuş daha güclü rabitə protokoludur. Nəticədə, 2019-2020-ci illərin əvvəlində istənilən sinif istifadəçilər üçün əlçatan olan NVMe SSD-lərin qiymətlərində ciddi eniş müşahidə edirik. Korporativ seqmentdə NVMe həlləri real vaxtda böyük məlumatları təhlil etməli olan müəssisələr tərəfindən xüsusilə qiymətləndirilir.
Kingston və Samsung kimi şirkətlər artıq 2020-ci ildə korporativ istifadəçilərin nə gözləyə biləcəyini göstəriblər: biz hamımız PCIe 4.0 ilə təchiz edilmiş NVMe SSD-lərin məlumat mərkəzinə daha çox məlumat emal sürəti əlavə etməsini gözləyirik. Yeni məhsulların elan edilmiş performansı 4,8 GB/s təşkil edir və bu, həddən çox uzaqdır. Gələcək nəsillər 7 GB/s ötürmə qabiliyyətini təmin edə biləcək.
NVMe-oF (və ya Parça üzərində NVMe) spesifikasiyası ilə birlikdə təşkilatlar DAS (və ya Birbaşa əlavə yaddaş) məlumat mərkəzləri ilə güclü rəqabət aparacaq minimal gecikmə ilə yüksək performanslı yaddaş şəbəkələri yarada biləcəklər. Eyni zamanda, NVMe-oF-dən istifadə edərək, I/O əməliyyatları daha səmərəli işlənir, gecikmə isə DAS sistemləri ilə müqayisə edilir. Analitiklər NVMe-oF protokolu ilə işləyən sistemlərin yerləşdirilməsinin 2020-ci ildə sürətlə sürətlənəcəyini proqnozlaşdırırlar.
QLC yaddaşı nəhayət işləyəcəkmi?
Quad Level Cell (QLC) NAND flash yaddaş da bazarda artan populyarlıq görəcək. QLC 2019-cu ildə təqdim edildi və buna görə də bazarda minimal qəbul edildi. Bu, 2020-ci ildə dəyişəcək, xüsusən QLC-nin xas çətinliklərini aradan qaldırmaq üçün LightOS Global Flash Translation Layer (GFTL) texnologiyasını qəbul etmiş şirkətlər arasında.
Analitiklərin proqnozlarına görə, QLC hüceyrələrinə əsaslanan SSD disklərinin satış artımı 10% artacaq, TLC həlləri isə bazarın 85%-ni “ələ keçirəcək”. Nə desək, QLC SSD hələ də TLC SSD ilə müqayisədə performans baxımından çox geridədir və növbəti beş ildə məlumat mərkəzləri üçün əsas olmayacaq.
Eyni zamanda, NAND fləş yaddaşının qiymətinin 2020-ci ildə artacağı gözlənilir, buna görə də SSD kontroller satıcısı Phison, məsələn, artan qiymətlərin istehlakçı SSD bazarını 4 bitlik flaş-QLC NAND yaddaşına doğru itələyəcəyinə mərc edir. Yeri gəlmişkən, Intel 144 qatlı QLC həllərini (96 qatlı məhsullar əvəzinə) təqdim etməyi planlaşdırır. Yaxşı... görünür, biz HDD-lərin daha da marginallaşmasına doğru gedirik.
SCM yaddaşı: DRAM-a yaxın sürət
SCM (Storage Class Memory) yaddaşının geniş şəkildə tətbiqi bir neçə ildir proqnozlaşdırılır və 2020-ci il bu proqnozların nəhayət reallaşması üçün başlanğıc nöqtəsi ola bilər. Intel Optane, Toshiba XL-Flash və Samsung Z-SSD yaddaş modulları artıq korporativ bazara daxil olsa da, onların görünüşü böyük reaksiyaya səbəb olmayıb.
Intel-in cihazı sürətli, lakin qeyri-sabit DRAM xüsusiyyətlərini daha yavaş, lakin davamlı NAND yaddaşı ilə birləşdirir. Bu kombinasiya istifadəçilərin həm DRAM sürətini, həm də NAND tutumunu təmin edərək böyük məlumat dəstləri ilə işləmək qabiliyyətini yaxşılaşdırmaq məqsədi daşıyır. SCM yaddaşı yalnız NAND əsaslı alternativlərdən daha sürətli deyil: o, on qat daha sürətlidir. Gecikmə millisaniyə deyil, mikrosaniyədir.
Bazar ekspertləri qeyd edirlər ki, SCM-dən istifadə etməyi planlaşdıran məlumat mərkəzləri bu texnologiyanın yalnız Intel Cascade Lake prosessorlarından istifadə edən serverlərdə işləyəcəyi ilə məhdudlaşacaq. Bununla belə, onların fikrincə, bu, yüksək emal sürətini təmin etmək üçün mövcud məlumat mərkəzlərində təkmilləşdirmə dalğasını dayandırmaq üçün maneə olmayacaq.
Gözlənilən reallıqdan uzaq gələcəyə
Əksər istifadəçilər üçün məlumatların saxlanması “kapasitiv Armageddon” hissini ehtiva etmir. Ancaq bir düşünün: hazırda İnternetdən istifadə edən 3,7 milyard insan hər gün təxminən 2,5 kvintilyon bayt məlumat yaradır. Bu ehtiyacı ödəmək üçün getdikcə daha çox məlumat mərkəzlərinə ehtiyac var.
Statistikaya görə, 2025-ci ilə qədər dünya ildə 160 Zetabyte məlumatı emal etməyə hazırdır (bu, müşahidə olunan Kainatdakı ulduzlardan çox baytdır). Çox güman ki, gələcəkdə biz Yer planetinin hər kvadratmetrini məlumat mərkəzləri ilə əhatə etməli olacağıq, əks halda korporasiyalar sadəcə olaraq informasiyanın belə yüksək artımına uyğunlaşa bilməyəcəklər. Yoxsa... bəzi məlumatlardan imtina etməli olacaqsınız. Bununla belə, artan məlumat yüklənməsi problemini həll edə biləcək bir neçə potensial maraqlı texnologiya var.
Gələcək məlumatların saxlanması üçün əsas kimi DNT strukturu
Təkcə İT korporasiyaları məlumatı saxlamaq və emal etmək üçün yeni yollar axtarırlar, həm də bir çox alimlər. Qlobal vəzifə informasiyanın min illərlə qorunmasını təmin etməkdir. İsveçrənin ETH Sürixindən olan tədqiqatçılar hesab edirlər ki, həll yolu hər canlı hüceyrədə mövcud olan üzvi məlumat saxlama sistemində tapılmalıdır: DNT. Ən əsası isə bu sistem kompüterin yaranmasından çox əvvəl “icad edilmişdir”.
DNT zəncirləri çox mürəkkəb, yığcam və informasiya daşıyıcıları kimi inanılmaz dərəcədə sıxdır: alimlərin fikrincə, bir qram DNT-də 455 Ekzabayt məlumat qeydə alına bilər, burada 1 Ebayt milyard giqabayta bərabərdir. İlk eksperimentlər artıq DNT-də 83 KB məlumat yazmağa imkan verib, bundan sonra Kimya və Biologiya Elmləri Departamentinin müəllimi Robert Qrass yeni onillikdə tibb sahəsi ilə daha sıx birləşməli olduğu fikrini ifadə edib. qeyd texnologiyaları və məlumatların saxlanması sahəsində birgə inkişaflar üçün İT strukturu.
Alimlərin fikrincə, DNT zəncirlərinə əsaslanan üzvi məlumat saxlama qurğuları informasiyanı bir milyon ilə qədər saxlaya bilir və ilk sorğuda onu dəqiqliklə təmin edə bilir. Mümkündür ki, bir neçə onillikdən sonra əksər sürücülər məhz bu fürsət üçün mübarizə aparacaq: məlumatları uzun müddət etibarlı və tutumlu saxlamaq imkanı.
DNT əsaslı saxlama sistemləri üzərində işləyən yeganə isveçrəlilər deyil. Bu sual 1953-cü ildə Frensis Krik DNT-nin ikiqat spiralını kəşf etdikdən sonra gündəmə gəlib. Ancaq o anda bəşəriyyətin bu cür təcrübələr üçün kifayət qədər biliyi yox idi. DNT anbarında ənənəvi düşüncə yeni DNT molekullarının sintezinə yönəlmişdir; bitlərin ardıcıllığını dörd DNT əsas cütünün ardıcıllığına uyğunlaşdırmaq və saxlanması lazım olan bütün nömrələri təmsil etmək üçün kifayət qədər molekul yaratmaq. Beləliklə, 2019-cu ilin yayında CATALOG şirkətinin mühəndisləri 16 GB ingilisdilli Vikipediyanı sintetik polimerlərdən yaradılmış DNT-yə yazmağa nail olublar. Problem ondadır ki, bu proses yavaş və bahalıdır, bu da məlumatların saxlanmasına gəldikdə əhəmiyyətli bir darboğazdır.
Tək DNT deyil...: molekulyar saxlama cihazları
Braun Universitetinin (ABŞ) tədqiqatçıları bildirirlər ki, DNT molekulu məlumatların bir milyon ilə qədər molekulyar saxlanması üçün yeganə variant deyil. Aşağı molekulyar ağırlıqlı metabolitlər də üzvi saxlama rolunu oynaya bilər. Məlumat bir sıra metabolitlərə yazıldıqda, molekullar bir-biri ilə qarşılıqlı əlaqədə olmağa başlayır və onlarda qeyd olunan məlumatları ehtiva edən yeni elektrik neytral hissəciklər istehsal edir.
Yeri gəlmişkən, tədqiqatçılar bununla da dayanmadılar və üzvi molekulların dəstini genişləndirdilər ki, bu da qeydə alınan məlumatların sıxlığını artırmağa imkan verdi. Belə məlumatları oxumaq kimyəvi analiz vasitəsilə mümkündür. Yeganə mənfi odur ki, belə bir üzvi saxlama qurğusunun həyata keçirilməsi praktikada, laboratoriya şəraitindən kənarda hələ mümkün deyil. Bu, yalnız gələcək üçün inkişafdır.
5D optik yaddaş: məlumatların saxlanmasında inqilab
Digər eksperimental anbar İngiltərənin Southampton Universitetinin tərtibatçılarına məxsusdur. Milyonlarla il davam edə biləcək innovativ rəqəmsal yaddaş sistemi yaratmaq üçün alimlər femtosaniyə impuls qeydinə əsaslanan kiçik kvars diskində məlumatların qeyd edilməsi prosesini işləyib hazırlayıblar. Saxlama sistemi böyük həcmli məlumatların arxivləşdirilməsi və soyuq saxlanması üçün nəzərdə tutulmuşdur və beşölçülü saxlama kimi təsvir edilmişdir.
Niyə beş ölçülü? Fakt budur ki, məlumat adi üç ölçü də daxil olmaqla bir neçə təbəqədə kodlanır. Bu ölçülərə daha ikisi əlavə olunur - ölçü və nanodot istiqaməti. Belə mini-diskdə qeydə alına bilən məlumat tutumu 100 Petabayt-a qədər, saxlama müddəti isə 13,8°C-ə qədər olan temperaturda 190 milyard ildir. Diskin dözə biləcəyi maksimum istilik temperaturu 982 °C-dir. Bir sözlə... praktiki olaraq əbədidir!
Sauthempton Universitetinin işi bu yaxınlarda Microsoft-un diqqətini çəkdi, onun bulud saxlama proqramı Project Silica mövcud saxlama texnologiyalarını yenidən nəzərdən keçirməyi hədəfləyir. “Kiçik-yumşaq” proqnozlara görə, 2023-cü ilə qədər 100 Zetabyte-dan çox məlumat buludlarda saxlanılacaq, beləliklə, hətta irimiqyaslı saxlama sistemləri də çətinliklərlə üzləşəcək.
Kingston Technology məhsulları haqqında ətraflı məlumat almaq üçün şirkətin rəsmi saytına daxil olun.
Mənbə: www.habr.com